Резервуары из нержавеющей стали

Классификация резервуаров из нержавеющей стали: 

Резервуары из нержавейки различаются по форме, объёму, типу конструкции и наличию дополнительного оборудования.

Цилиндрические: используются для хранения жидкостей. У этих резервуаров показатель сопротивления внутреннему давлению лучше, чем у прямоугольных. Поэтому ёмкости могут выполняться из более тонкой стали, что снижает их вес и стоимость. Цилиндрические резервуары — решение для наземной установки, так как материалоёмкость такой конструкции меньше. 

Прямоугольные: их размещают в помещении, в ограниченном пространстве. Обычно такие ёмкости дороже цилиндрических.

Сферические: внутреннее давление распределяется равномерно благодаря круглой конструкции. Чаще всего их используют для хранения жидкостей или газов под высоким давлением.

Горизонтальные подходят для хранения объёмов жидкости до 100 м³. 

Вертикальные резервуары — стационарные, поскольку предназначены для хранения объёмов жидкости до 50 тыс. кубов.

Подземные погружены под землю, снаружи расположены вентиляционные, монтажные проходы и каналы подачи-откачки. Отличаются удлинённой горловиной.

Надземные — днище расположено выше планировочной отметки земли.

Стационарные устанавливаются на постоянное место и не имеют дополнительных элементов для транспортировки.

Передвижные оснащены дополнительными элементами для перевозки и отличаются меньшими объёмами. 

С теплоизоляцией: конструкция из металлического сосуда, термоизоляционного слоя и наружной облицовки из нержавеющей стали. 

С термоэлектрическим нагревателем: резервуар с двумя стенками, между которыми находится теплоноситель, нагреваемый с помощью ТЭНов. 

С мешалкой: предназначены для выполнения технологических операций.

Однокорпусные: без дополнительных оболочек.

Двух- и трёхкорпусные: между корпусами расположена теплоизоляция и/или прослойка для нагрева/охлаждения.

Применение емкостей из нержавеющей стали 

• Пищевая промышленность

В пищевой промышленности резервуары из нержавеющей стали используются для хранения различных жидкостей: молока, соков и многих других продуктов. Они простоты в обслуживании, что делает ёмкости подходящими для хранения легкопортящихся продуктов.

• Химическая отрасль

Устойчивость к ржавлению и температурным колебаниям позволяет использовать нержавеющую сталь в химической отрасли для хранения кислот, щелочей и различных химикатов, которые могут разрушать другие материалы. 

• Медицина

В медицинской сфере резервуары также используются для хранения лекарств и биологических жидкостей. Гладкая поверхность нержавеющей стали предотвращает накопление загрязнений, что делает эти резервуары безопасными для медицинского применения.

Проектирование резервуаров из нержавейки

Выбор марки AISI нержавеющей стали зависит от условий эксплуатации резервуар, учесть давление внутри резервуара, сейсмические воздействия и рассчитать нагрузки — статические и динамические, ветровые и снеговые. 

Сравнение марок стали AISI 304 (L) / 310S / 316 (L/Ti) / 321 / 430 

При проектировании важно учесть давление внутри резервуара, сейсмические воздействия и рассчитать нагрузки — статические и динамические, ветровые и снеговые. 

Сертификация и стандарты

Проект должен соответствовать местным нормативам и международным стандартам. Например, для сосудов под, работающих под давлением действуют ASME, EN 13445. 

Требования для резервуаров из нержавеющей стали включены в ГОСТ 31385-2023. 

Производство резервуаров из нержавейки

Резервуары объёмом до 50 м³ свариваются в заводских условиях и поставляются на место в собранном виде. От 50 м³ до 50 000 м³ — собираются на месте установки.

Подготовка материалов: листовая нержавеющая сталь нарезается на заготовки нужного размера и формы. Сварка: для соединения элементов используется аргонодуговая сварка (TIG) или полуавтоматическая сварка в среде защитных газов (MIG/MAG). Швы проверяются на герметичность и прочность методом рентгенографии или ультразвукового контроля.

Обработка поверхностей: после сварки поверхность шлифуется и полируется, чтобы предотвратить коррозию и достичь гигиеничности при работе с пищевыми продуктами или химическими веществами.

Монтаж РВС из нержавеющей стали 

Транспортировка: резервуары перевозятся на место монтажа в разобранном виде или целиком, в зависимости от их размера и условий транспортировки.

Установка фундамента: часто используются бетонные основания с анкерными креплениями.

Сборка и установка: как и в случае с обычными стальными ёмкостями, резервуары из нержавейки могут быть выполнены рулонным, полистовым или смешанные способом.

Полистовая сборка — все компоненты конструкции монтируются непосредственно на строительной площадке. Рулонная сборка подразумевает перенос основной части производственных процессов на завод, что значительно сокращает объем работ на месте. На площадке обычно выполняется только вертикальная стыковая сварка по периметру. Процесс рулонирования включает: создание технологической рамы, компоновку листов согласно чертежам, сварку и формирование рулона, а также транспортировку готовых рулонов на объект. Комбинированная сборка применяется, когда рулонирование по всей высоте стенки резервуара невозможно. В таких случаях часть резервуара возводится с использованием рулонной технологии, а остальная часть – методом полистовой сборки.

Преимущества и недостатки резервуаров из нержавеющей стали

Плюсы

• Устойчивость: Ёмкости из нержавеющей стали отличаются высокой коррозионной стойкостью. Эта особенность делает резервуары идеальными для хранения агрессивных и коррозионно-активных веществ. Например, они широко используются для хранения химикатов и пищевых продуктов, ведь нержавеющая сталь не реагирует с ними, не выделяя вредных веществ, подходит для хранения кислот, щелочей, солей и др.
• Универсальность: Резистентность к высоким температурам, давлению и механическим повреждениям позволяет использовать такие резервуары в условиях, где требуется высокая надёжность. Это делает ёмкости из нержавейки подходящими для использования в неблагоприятных климатических условиях, где другие материалы могут деформироваться. 
• Долговечность: Правильно спроектированные и изготовленные резервуары из нержавеющей стали служат десятилетиями без значительного износа.
• Гигиеничность: гладкая поверхность предотвращает образование бактерий и облегчает чистку, что особенно важно в пищевой и фармацевтической промышленности.

Минусы

• Производство и установка таких резервуаров требуют значительных материальных затрат. Среди недостатков ёмкостей можно выделить то, что несмотря на высокие показатели прочности и долговечности, они всё же могут деформироваться и получать физические повреждения при определённых условиях.
• Продолжительное использование ёмкости в условиях циклических нагрузок может привести к накоплению усталостных и температурных напряжений в металле. Это снижает общую прочность и герметичность конструкции: приводит к образованию микротрещин и неравномерному расширению или сжатию материала.
• При транспортировке, монтаже или эксплуатации ёмкость может подвергаться ударам, падениям или чрезмерному давлению извне. Такие нагрузки способны вызвать появление царапин, трещин, изгибов стенок и даже пробоин. В местах с дефектами скапливается грязь и бактерии, что снижает уровень гигиеничности. Поэтому необходимо следить за целостностью резервуаров и производить регулярное техническое обслуживание.
• Трудоемкость производства: требует самого высококвалифицированного персонала и тщательного соблюдения технологических процессов на каждом этапе — от проектирования до монтажа.. Есть риск: если работа будет некачественной, то это скажется на дальнейшей эксплуатации.
• Теплопроводность: быстро нагревается и остывает, что может потребовать теплоизоляции.

Работа с резервуарами из нержавеющей стали требует высокого уровня профессионализма и тщательного соблюдения технологических процессов на каждом этапе — от проектирования до монтажа.

Альтернатива для нержавеющих резервуаров

Более экономичным техническим решением для хранения воды будут сборные стальные резервуары FLAMAX. Они обладаю рядом преимуществ перед емкостями из нержавеющей стали, что делает их качественным техническим решением для хранения воды. 

Достоинства стальных сборных резервуаров 

1. Быстрый монтаж и демонтаж

Сборные резервуары монтируются непосредственно на месте установки, не требуя сложных подготовительных работ и привлечения спецтехники. Процесс сборки занимает всего пару недель даже для крупных объектов, позволяя быстро вводить их в эксплуатацию. Например, сборные стальные резервуары FLAMAX общим объёмом 4000 м3 были установлены зимой за 21 день .

2. Долговечность и надежность

Конструкции сборных резервуаров выполнены из высококачественных углеродистых сталей, покрытых специальными защитными слоями, обеспечивающими высокую стойкость к внешним воздействиям.

Срок службы резервуаров составляет десятки лет благодаря:

• герметичной мембране,
• отсутствию сварных швов – наиболее уязвимому месту для возникновения коррозии,
• антикоррозийному покрытию, нанесённому методом горячеоцинкованного проката.

3. Теплоёмкость

Стальной корпус обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, позволяющими минимизировать тепловые потери и поддерживать оптимальную температуру содержимого независимо от климатических условий. Использование утеплителя покрытий дополнительно повышает эффективность теплообмена.

К внутренней поверхности резервуаров крепится специальный материал — ПВХ-мембрана. Она обеспечивает герметичность ёмкости и защищает содержимое от бактерий и микроорганизмов. Метод гарантирует безопасность питьевой воды.

5. Отсутствие коррозии

Сталь горячеоцинкованного проката и ПВХ-мембрана, установленная внутри ёмкости, делает резервуар устойчивым к воздействию влаги и агрессивных сред. В то время как нержавеющая сталь подвержена электрохимической коррозии, особенно в условиях повышенной влажности и загрязнения среды.

6. Сборные стальные резервуары FLAMAX просты в обслуживании и эксплуатации

Достаточно проводить ТО согласно регламенту. Шанс протечек или внештатных ситуаций минимален, что существенно уменьшает затраты на обслуживание. 

Таким образом, выбор резервуаров FLAMAX обеспечивает долгосрочную экономию за счёт снижения издержек при производстве, транспортировке, монтаже и последующему техническому обслуживанию.

Среди недостатков можно выделить:

Сборные ёмкости FLAMAX используются только для хранения воды без примесей с максимальной температурой до 60 градусов Цельсия. 

Только наземное исполнение, которое занимает площадь на объекте.

При схожих эксплуатационных характеристиках РВС из нержавеющей стали и сборные оцинкованные ёмкости для хранения воды, то последние более экономически выгодны.

Заключение:

Резервуары из нержавеющей стали — важный элемент современных производств. Их преимущества, такие как коррозионная стойкость и долговечность, способствуют широкому распространению. Поэтому емкости из нержавейки — отличное решение для агрессивных жидкостей. Однако необходимо также учитывать недостатки, такие как высокая стоимость и сложность реализации. Выбор типа емкости всегда будет зависеть от условий, целей и бюджета и требует взвешенного подхода и анализа всех нюансов.